【正文】 示概念設(shè)計(jì)，減少樣件的制作費(fèi)用和縮短面市的時(shí)間 。從而縮短審批的周期。 Solidworks 系統(tǒng)自帶的標(biāo)準(zhǔn)件庫，其包含螺栓，螺母，螺釘，螺柱，鍵，銷，墊圈，擋圈，密 封圈，彈簧，型材，法蘭等常用零部件，模型數(shù)據(jù)可被直接調(diào)用。 LinkAble PARTmunity 除包含完整的 ISO / EN / DIN 標(biāo)準(zhǔn)件模型數(shù)據(jù)資源外，更囊括數(shù)百家國內(nèi)外廠商的零部件產(chǎn)品模型，涉及氣動(dòng)、液壓、 FA 自動(dòng)化、五金、管路、操作件、閥門、緊固件 等多個(gè)門類，能夠 滿足機(jī)電產(chǎn)品及裝備制造業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)人員日常所需，且該在線模型庫為終身免費(fèi)注冊(cè)和使用。 PARTsolutions 離線模型庫 ， 名為 PARTsolutions，是翎瑞鴻翔與德國卡迪納斯共同面向中國市場(chǎng)推出的 Solidworks 離線版零部件數(shù)據(jù)資源庫解決方案，其不僅可提供 比 PARTmunity 更為豐富的零部件數(shù)據(jù)資 源，而且采取局域網(wǎng)服務(wù)器 客戶端安裝方式，大大提高了 Solidworks 終端對(duì)模型數(shù)據(jù)武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 14 的搜索和 調(diào)用效率，此外，接口程序提供了二者的無縫嵌入式集成方案。同時(shí)為了因應(yīng)制造業(yè)行業(yè)的需求，該模型庫提供企業(yè)自有數(shù)據(jù)資源的配置模塊，可 為企業(yè)本地服務(wù)器提供兼容多 CAD 環(huán)境的企標(biāo)件和特定供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)的配置任務(wù)。目前， ADAMS 己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。 ADAMS 一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。 ADAMS 軟件有兩種操作系統(tǒng)的版 本： UNIX 版和 Windows NT/2020 版。 ADAMS 軟件由基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱 5類模塊組成。 ADAMS 是集建模、求解、可視化技術(shù)于一體的虛擬樣機(jī)軟件，是世界上目前使用范圍最廣、最負(fù)盛名的機(jī)械系統(tǒng)仿真分析軟件。使用這套軟件可以產(chǎn)生復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，真實(shí)地仿真其運(yùn)動(dòng)武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 15 過程，并且可以迅速地分析和比較多種參數(shù)方案，直至獲得優(yōu)化的工作性能，從而大大減少了昂貴的物理樣機(jī)制造及試驗(yàn)次數(shù)，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，大幅度地縮短產(chǎn)品研制周期和費(fèi)用。 采用 MD 方案，企業(yè)可以為它的研發(fā)工程師提供一個(gè)靈活的、共享的環(huán)境，同時(shí)使用 MSC 軟件 公司一整套 “企業(yè)因各種原因繼續(xù)制造和測(cè)試物理樣機(jī)，包括滿足調(diào)測(cè)要求等，測(cè)試物理樣機(jī)可以得到在真實(shí)世界里復(fù)雜相互作用等性能?！?Reza Sadeghi， MSC Software 公司的首席技術(shù)官說：“我們 MD 的方案排除了單點(diǎn)技術(shù)的弊端，為本田研發(fā)中心提供了最佳的平臺(tái)，用于建立更為復(fù)雜的虛擬樣機(jī)，更加真實(shí)地反映真實(shí)世界的結(jié)果”。利用 EDM，可快速建立基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的高精度彈性件模型，特別是在設(shè)計(jì)復(fù)雜的懸架、阻尼器、襯套、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置和輪胎等。由于 EDM 是基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的，能進(jìn)行自我校驗(yàn)，減少了試驗(yàn)驗(yàn)證工作，大大節(jié)約了計(jì)算時(shí)間。 使用 EDM，在產(chǎn)品開發(fā)的早期就可以創(chuàng)建高精度的彈性元件模型；與傳統(tǒng)的模型相比，適用于較高的振幅和頻率范圍；與傳統(tǒng) 利用幾何等信息建立的模型相比，運(yùn)算速度顯著提高；能夠加速車輛的開發(fā)過程，縮短研制周期。 分析類型包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和準(zhǔn)靜力學(xué)分析，以及線性和非線性動(dòng)力學(xué)分析，包含剛體和柔性體分析。 具有組裝、分析和動(dòng)態(tài)顯示不同模型或同一個(gè)模型在某一個(gè)過程變化的能力，提供多種“虛擬樣機(jī)”方案。 具有開放式結(jié)構(gòu)，允許用戶集成自己的子程序。 可預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞、包裝、峰值載荷以及計(jì)算有限武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 16 元的輸入載荷。 ADAMS 軟件可以廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工程、鐵路車輛及裝備、工業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域。 瓢蟲 玩具的整體圖如 31 圖 31 瓢蟲 玩具的整體圖 在瓢蟲玩具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中，分析可知?jiǎng)恿τ砂l(fā)條盒輸出，直接作用于輪子，瓢蟲在行進(jìn)過程中發(fā)條軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)偏心輪和凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)引起連桿、支撐板的運(yùn)動(dòng)，從而使得瓢蟲能自行翻轉(zhuǎn)。發(fā)條盒與外殼相對(duì)靜止，彈簧一端固定在外殼上。連桿與支撐板構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副。 偏心輪與橢圓框接觸 轉(zhuǎn)動(dòng) 副 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 20 圖 35 發(fā)條盒及偏心輪、凸輪 圖 拆掉外殼，得到機(jī)構(gòu)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)關(guān)系零件圖 36，圖中為 瓢蟲 玩具的內(nèi)部零件圖，各個(gè)零件相對(duì)另外零件的位置關(guān)系如圖 36，在圖中 可以很清楚知道每個(gè)零件相對(duì)另一個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 計(jì)算方法 :首先對(duì)外殼拍照，然后倒入 CAD 中，在 CAD 中進(jìn)行尺寸的標(biāo)注。 連桿 發(fā)條軸 支撐板 凸輪 發(fā)條盒 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 22 圖 37 導(dǎo)入 CAD 中尺寸圖 計(jì)算過程： 圖中輪槽長度 的實(shí)際距離為 21mm，在 CAD 中距離為 ，比例因子 ?? 即： 04 ?? 計(jì)算出比例因子 ? 后，將圖 37 中的相關(guān)尺寸擴(kuò)大 ? 倍后，就可以準(zhǔn)確確定 瓢蟲 玩具外 殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸了，如圖 38 為 瓢蟲 玩具的實(shí)際尺寸關(guān)系圖。放樣曲面的造型方法和特征造型中的對(duì)應(yīng)方法相似，放樣曲面是通過曲線之間進(jìn)行過渡而生成曲面的方法。 下面就簡(jiǎn)單介紹如何對(duì)該P(yáng)ropertyManager 設(shè)計(jì)樹進(jìn)行操作： 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 24 圖 39 “ 曲面 放樣 ” 設(shè)計(jì)樹 （ 1)在 “ 輪 廓 ” 面板中單擊 (輪廓 )，然后在圖形區(qū)域按想將其連接的順序選擇輪廓。 (2)查看預(yù)覽曲線如果預(yù)覽曲線不正確，可能是因?yàn)檫x取草圖的順序有錯(cuò)誤。如果預(yù)覽的曲線指示將連接錯(cuò)誤的頂點(diǎn)，單擊該頂點(diǎn)所在的輪廓以取消選擇，然后再單擊以選取輪廓中的其他點(diǎn)。 (3)若想控制相切，在如圖 310 所示的 “ 起始 /結(jié)束約束 ” 面板中設(shè)置相關(guān)參數(shù)。 “ 垂直于輪 廓 ” 放樣在起始和終止處與輪廓的草圖基準(zhǔn)面垂直。 圖 310 “ 起始 /結(jié)束約束 ” 面板 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 25 (4)如果使用引導(dǎo)線 (“ 引導(dǎo)線 ” 面板如圖 311 所示 )，首先在圖形區(qū)域選擇引導(dǎo)線，然后單擊上移或下移按鈕以改變使用引導(dǎo)線的順序。 (2)建立另 一個(gè)基準(zhǔn)面，并在上面繪制另一個(gè)放樣輪廓。 (3)如有必要還可以生成引導(dǎo)線來控制放樣曲面 的形狀。 (5)在 “ 曲面 放樣 ”PropertyManager 設(shè)計(jì)樹中，單擊圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中按順序選擇輪廓草圖，則所選草圖出現(xiàn)的該框中，在右面的圖形區(qū)域中顯示生成的放樣曲面。 (7)如果要在放樣的開始和結(jié)束處控制相切，則設(shè)置 “ 起始處 /結(jié)束處相切 ” 選項(xiàng) 。 (9)單擊 (確定 )按鈕，即可完成放樣，如圖 312 所示。 圖 313 兩條樣條曲線 這兩條曲線顯示了瓢蟲玩具的輪廓。因?yàn)槠跋x玩具的外殼曲面并不是規(guī)則的曲面，所以必須通過多條引導(dǎo)線才能建武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 27 立出比較接近于真實(shí)的曲面外殼。 圖 315 曲面引導(dǎo)線 完成放樣曲面后，再進(jìn)行一次鏡像就會(huì)得到如圖 316 所示的圖形。如圖 317 所示。 圖 318 曲面外殼 玩具的零件建模 Solidworks 提供了強(qiáng)大的基于特征的實(shí)體建模功能，用戶可以通過拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，方便地添加特征、更改特征以及 將特征重新排列，對(duì)特征和草圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，并通過拖拽等方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)修改設(shè)計(jì)。參數(shù)化是指武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 29 對(duì) 零件上各種特征分別進(jìn)行各種約束，各個(gè)特征的形狀和尺寸大小用變量參數(shù)來表示，其變量可以是常數(shù)， 也可以是代數(shù)式；若一個(gè)特征的變量參數(shù)發(fā)生變化，則這個(gè)零件的這一個(gè)特征的幾何形狀或者尺寸大小將發(fā)生變化，與這個(gè)參數(shù)有關(guān)的內(nèi)容都自動(dòng)改變，用戶不需要 自己修改。最終得到如圖319 的模型。 自頂向下裝配，是指首先設(shè)計(jì)完成裝配體，并在裝配中創(chuàng)建零部件模型，然后在拆成子裝配體和單個(gè)可以直接用于加工的零件模型。 混合裝配是將自頂向下裝配和自底向上裝配組合在一起的裝配方法。 瓢蟲 玩具的裝配過程（自底向上）： 添加 瓢蟲 玩具組件到裝配體后，還要確定各組件之間的配對(duì)關(guān)系，以確武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 30 定組件的裝配 位置。 在裝配過程中，選取配對(duì)對(duì)象的順序不同，其配對(duì)結(jié)果一般也不相同。 裝配過程： 先在 SOLIDWORKS 裝配界面中 導(dǎo)入圖 320 所示底板零件固定。輪子的位置通過配合中，高級(jí)配合下拉菜 單中的線性 /線性耦合來固定。 打開 Adams 軟件，出現(xiàn)如圖 42，單擊【 creat a new model】 /【 ok】， 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 35 圖 42 進(jìn)入 Adams 界面后，單擊【 file】 /【 import】出現(xiàn) file import 對(duì)話框，如下圖 43，選中 file type 中的 Parasolid 文件格式，在 file to read 中選中裝配圖中生成的 .xt 文件，最后單擊【 ok】，出現(xiàn)圖 44 的工作界面 圖 43 file import 對(duì)話框 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 36 圖 44ADAMS 工作界面 裝配圖導(dǎo)入 Adams 中，先需要對(duì)模型中的各部分進(jìn)行重命名，便于之后的操作。所有 的約束都限制系統(tǒng)的平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，限制的自由度數(shù)目和類型取決于使用的約束類型 . Adams 軟件中啟動(dòng)約束工具的方法有兩種：一種是在主工具箱中，選擇連接工具集圖標(biāo)或運(yùn)動(dòng)工具集圖標(biāo)，然后選擇約束工具；另一種方法是在Build 菜單中選擇 joints 項(xiàng)，可顯示連接對(duì)話框，如下圖 46 圖 46 約束對(duì)話框 瓢蟲 玩具中轉(zhuǎn)動(dòng)副的創(chuàng)建 瓢蟲 玩具中 很多 零件的運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，要對(duì)零件中 連桿、支撐板、輪軸、發(fā)條軸、橢圓框 創(chuàng)建轉(zhuǎn)動(dòng)副。如圖 48 圖 48 零件轉(zhuǎn)動(dòng)副約束圖 瓢蟲 玩具中 彈簧 的創(chuàng)建 單擊 ，選擇彈簧連接的兩點(diǎn)，即可添加一個(gè)彈簧。在這里可以修改彈簧的 倔強(qiáng)系數(shù)和剛度系數(shù)。如圖 411. 圖 411 彈簧力的修改 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 41 接觸 的創(chuàng)建 碰撞約束的創(chuàng)建，對(duì)玩具的運(yùn)動(dòng)過程的分析， 瓢蟲 玩具中外殼 、支撐板、輪子和地面的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 是接觸碰撞如圖 412，要實(shí)現(xiàn)虛擬仿真就需要?jiǎng)?chuàng)建這類約束。 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 42 圖 412 接觸 對(duì)話框 瓢蟲 玩具中各零件的關(guān)系表 零件 約束 發(fā)條盒 與底板 鎖定 發(fā)條 軸 相對(duì) 發(fā)條盒 轉(zhuǎn)動(dòng)、 與偏心輪和凸輪鎖定 連桿 相對(duì)支撐板 轉(zhuǎn)動(dòng)、與 凸輪接觸，與彈簧連接 支撐板 相對(duì)連桿轉(zhuǎn)動(dòng) 第一個(gè)物體 摩擦系數(shù) 第二個(gè)物體 參數(shù)設(shè)計(jì) 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 43 輪子 與地面接觸、輪軸鎖定 橢圓框 相對(duì)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)、與偏心輪接觸 表 41 . 玩具的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 瓢蟲 玩具的動(dòng)力學(xué)仿真過程中主要的運(yùn)動(dòng)為， 瓢蟲在地面行走一段距離后，支撐板頂起瓢蟲，然后瓢蟲翻轉(zhuǎn) 360176。 瓢蟲 玩具模型的仿真 如圖 413 所示，仿真 模型的過程是： 在 Main Toolbox 中單擊 Interactive Simulation Controls 工具按鈕 ，展開選項(xiàng)區(qū)。 單擊 Start or continue simulation 工具按鈕，則開始模型仿真。 模型的測(cè)試 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，通過測(cè)量可以得到構(gòu)件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)特征。 （ 1） 瓢蟲 玩具中彈簧彈力的測(cè)量 在 瓢蟲 玩具的運(yùn)動(dòng)過程中彈簧是個(gè)很重要的零件， 支撐板在連桿與凸輪的運(yùn)動(dòng)中被撐起，彈簧可以使支撐板完成運(yùn)動(dòng)后第一時(shí)間復(fù)位 。 彈簧彈力的測(cè)量步驟是：如圖 415 右擊 彈簧 彈出快捷菜單，選擇 Spring ： SPRING1/Measure 菜單項(xiàng)，彈出 Assembly Measure 對(duì)話框； 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 . 45 選擇 Characteristic 下拉列表框?yàn)?force。 最后的運(yùn)動(dòng)仿真完成了 瓢蟲 玩具的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程。在整個(gè)研究過程中，對(duì)于出現(xiàn)的問題，通過分析和研究不斷解決出現(xiàn)的問題，在研究過程中，熟練掌握了運(yùn)動(dòng) 學(xué)仿真中的基本操